La nourriture, et non le sexe, est à l'origine de l'évolution du long cou des girafes, selon une nouvelle étude

Pourquoi les girafes ont-elles un cou si long ? Une étude menée par des biologistes de Penn State explore comment ce trait aurait pu évoluer et apporte un nouvel aperçu de cette question emblématique. L'hypothèse dominante est que la compétition entre les mâles influence la longueur du cou, mais l'équipe de recherche a découvert que les girafes femelles ont un cou proportionnellement plus long que les mâles, ce qui suggère que les besoins nutritionnels élevés des femelles pourraient avoir été à l'origine de l'évolution de ce trait.

L'étude, qui a exploré les proportions corporelles des girafes sauvages et captives, est décrite dans un article paru aujourd'hui, le 3 juin, dans la revue Biologie des mammifères. Les résultats, selon l'équipe, indiquent que la longueur du cou pourrait être le résultat du fait que les femelles se nourrissent profondément dans les arbres à la recherche de feuilles autrement difficiles à atteindre.

Dans leurs théories classiques de l'évolution, Jean Baptiste Lamarck et Charles Darwin suggèrent que le long cou des girafes a évolué pour les aider à atteindre les feuilles en hauteur d'un arbre, évitant ainsi la compétition avec d'autres herbivores.

Cependant, une hypothèse plus récente appelée « cou pour le sexe » suggère que l'évolution des cous longs a été motivée par la compétition entre les mâles, qui balancent leur cou l'un contre l'autre pour affirmer leur domination, appelé combat du cou. Autrement dit, les mâles avec un cou plus long auraient pu mieux réussir dans la compétition, ce qui aurait conduit à la reproduction et à la transmission de leurs gènes à leur progéniture.

“L'hypothèse du cou contre le sexe prédisait que les hommes auraient un cou plus long que les femmes”, a déclaré Doug Cavener, Dorothy Foehr Huck et J. Lloyd Huck, titulaire de la chaire distinguée en génétique évolutive et professeur de biologie à Penn State et auteur principal de l'étude.

“Et techniquement, ils ont un cou plus long, mais tout chez les mâles est plus long ; ils sont 30 à 40 % plus gros que les femelles. Dans cette étude, nous avons analysé des photos de centaines de girafes Masaï sauvages et captives pour étudier les proportions corporelles relatives de chacune. espèces et comment elles pourraient changer à mesure que les girafes grandissent et mûrissent.

Les chercheurs ont rassemblé des milliers de photos de girafes Masaï en captivité à partir des référentiels de photos accessibles au public Flickr et SmugMug, ainsi que des photos d'animaux sauvages adultes qu'ils ont prises au cours de la dernière décennie.

Étant donné que les mesures absolues telles que la hauteur totale sont difficiles à déterminer à partir d'une photographie sans point de référence de longueur connue, les chercheurs se sont plutôt concentrés sur les mesures les unes par rapport aux autres, ou sur les proportions du corps, par exemple la longueur du cou par rapport à la hauteur totale. de l'animal. Ils ont limité leur analyse aux images répondant à des critères stricts, comme l’utilisation uniquement d’images de girafes perpendiculaires à la caméra, afin de pouvoir prendre systématiquement diverses mesures.

“Nous pouvons identifier les girafes individuelles grâce à leur motif de taches unique”, a déclaré Cavener. “Grâce à l'Association des zoos et aquariums, nous disposons également du pedigree complet, ou arbre généalogique, de toutes les girafes Masaï d'Amérique du Nord dans les zoos et parcs animaliers, ainsi que leurs dates de naissance et leur historique de transfert.

“Ainsi, en examinant attentivement ces informations, la date à laquelle la photo a été prise et l'âge approximatif de l'animal, nous avons pu identifier l'individu spécifique sur presque chaque photo d'une girafe en captivité. Ces informations étaient essentielles pour comprendre quand les girafes mâles et femelles commencent à se reproduire. présentent des différences de taille et si elles grandissent différemment.

À la naissance, les girafes mâles et femelles ont les mêmes proportions corporelles. Les chercheurs ont découvert que, même si les mâles grandissent généralement plus vite au cours de la première année, les proportions corporelles ne diffèrent pas significativement jusqu'à ce qu'ils commencent à rechercher la maturité sexuelle vers l'âge de trois ans. Étant donné que les proportions corporelles changent tôt dans la vie, l’équipe a limité son étude des animaux sauvages, dont l’âge est largement inconnu, aux adultes adultes.

Chez les girafes adultes, les chercheurs ont découvert que les femelles avaient un cou et un tronc proportionnellement plus longs, soit la partie principale de leur corps, qui ne comprend pas les pattes, ni le cou ni la tête. Les mâles adultes, quant à eux, ont des pattes antérieures plus longues et un cou plus large. Ce schéma était le même chez les girafes captives et sauvages.

“Plutôt que de s'étendre pour manger les feuilles des branches les plus hautes, on voit souvent des girafes, en particulier des femelles, s'enfoncer profondément dans les arbres”, a déclaré Cavener. “Les girafes sont des mangeuses difficiles : elles mangent les feuilles de quelques espèces d'arbres seulement, et leur cou plus long leur permet de s'enfoncer plus profondément dans les arbres pour obtenir les feuilles que personne d'autre ne peut atteindre. Une fois que les femelles atteignent l'âge de quatre ou cinq ans, elles sont presque toujours enceintes et allaitantes, nous pensons donc que les besoins nutritionnels accrus des femelles ont conduit à l'évolution du long cou des girafes.

Les chercheurs ont noté que la sélection sexuelle – soit la compétition entre les mâles, soit la préférence des femelles pour des partenaires plus grands – était probablement responsable de la différence globale de taille entre les mâles et les femelles, comme c'est le cas chez de nombreux autres grands mammifères ongulés polygames, où un mâle s'accouple avec de nombreuses femelles.

Ils suggèrent que, suite à l’évolution du long cou, la sélection sexuelle – y compris les comportements de poussée corporelle et de combat du cou chez les mâles – pourrait avoir contribué à l’élargissement du cou des mâles. De plus, les pattes antérieures plus longues des mâles peuvent faciliter l’accouplement, ce qui, selon les chercheurs, est une affaire brève et difficile rarement observée.

“Il est intéressant de noter que les girafes sont l'un des rares animaux dont nous mesurons la hauteur jusqu'au sommet de la tête, comme les humains, plutôt qu'au garrot, la partie la plus haute du dos, comme chez les chevaux et autres animaux d'élevage”, a déclaré Cavener. “La femelle a un squelette axial proportionnellement plus long – un cou et un tronc plus longs – et son apparence est plus inclinée, tandis que les mâles sont plus verticaux.”

L’équipe de recherche utilise également la génétique pour identifier les relations au sein de groupes de girafes sauvages afin de mieux comprendre quels mâles réussissent à se reproduire. L’objectif est d’apporter un éclairage supplémentaire sur le choix du partenaire et la sélection sexuelle, ainsi que d’orienter les efforts de conservation de cette espèce en voie de disparition.

“Si la recherche de nourriture des femelles est à l'origine de ce trait emblématique, comme nous le soupçonnons, cela souligne vraiment l'importance de conserver leur habitat en déclin”, a déclaré Cavener. “Les populations de girafes Masaï ont décliné rapidement au cours des 30 dernières années, en partie à cause de la perte d'habitat et du braconnage, et il est essentiel que nous comprenions les aspects clés de leur écologie et de leur génétique afin de concevoir les stratégies de conservation les plus efficaces pour sauver ces populations. animaux majestueux.

Outre Cavener, l'équipe de recherche de Penn State comprend Monica Bond, affiliée universitaire en biologie ; Lan Wu-Cavener, filiale universitaire de biologie ; George Lohay, chercheur postdoctoral à l'époque de la recherche et aujourd'hui au Fonds Grumeti ; Mia Cavener, étudiante diplômée au moment de la recherche ; Xiaoyi Hou, étudiante diplômée du programme de biosciences moléculaires, cellulaires et intégratives ; David Pearce, étudiant de premier cycle au moment de la recherche ; et Derek Lee, affilié universitaire en biologie.